Определение параметров перемещающихся ионосферных возмущений по данным радаров SuperDARN

А.В. Ойнац; В.И. Куркин; Н. Нишитани; А. Сайто

Определение параметров перемещающихся ионосферных возмущений по данным радаров SuperDARN

А.В. Ойнац¹, В.И. Куркин², Н. Нишитани³, А. Сайто⁴

научная статья Страницы: 30-39

¹ к.ф.-м.н., науч. сотрудник, ИСЗФ СО РАН
² д.ф.-м.н., зам. директора по науке, ИСЗФ СО РАН
³ associate professor, Solar-Terrestrial Environment Laboratory, Nagoya University
⁴ associate professor, Division of Earth and Planetary Sciences, Department of Geophysics, Graduate School of Science, Kyoto University

Ключевые слова: возвратно-наклонное зондирование моделирование характеристик радиосигналов SuperDARN диагностика ионосферы перемещающиеся ионосферные возмущения карты полного электронного содержания

Аннотация

Представлены результаты моделирования эффектов крупномасштабных перемещающихся ионосферных возмущений на характеристики декаметрового сигнала возвратно-наклонного зондирования, регистрируемого радарами SuperDARN. Предложена методика оценки параметров таких возмущений, основанная на анализе временных вариаций минимального группового пути на разных лучах радара. Приведены результаты апробации методики на модельных и экспериментальных данных и обсуждаются вопросы ее точности.

Для цитирования

Ойнац А.В., Куркин В.И., Нишитани Н., Сайто А. Определение параметров перемещающихся ионосферных возмущений по данным радаров SuperDARN // Электромагнитные волны и электронные системы. 2013. № 8. С. 30–39.

Список источников

Chisham, G., Lester, M., Milan, S. E., Freeman, M. P., Bristow, W. A., Grocott, A., McWilliams, K. A., Ruohoniemi, J. M., Yeoman, T. K., Dyson, P. L., Greenwald, R. A., Kikuchi, T., Pinnock, M., Rash, J. P. S., Sato, N., Sofko, G. J., Villain, J.-P., Walker, A. D. M. A decade of the Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN): scientific achievements, new techniques and future directions // Surveys in Geophysics. 2007. V. 28(1). P. 33-109.
Greenwald, R. A., Baker, K. B., Dudeney, J. R., Pinnock, M., Jones, T. B., Thomas, E. C., Villain, J.-P., Cerisier, J. C., Senior, C., Hanuise, C., Hunsucker, R. D., Sofko, G. J., Koehler, J. A., Nielsen, E., Pellinen, R., Walker, A. D. M., Sato, N., Yamagishi, H. DARN/SUPERDARN A global view of the dynamics of high-latitude convection // Space Science Reviews. 1995. V. 71. P. 761-796.
Samson, J.C., Greenwald, R. A., Ruohoniemi, J. M., Baker, K. B. High-frequency radar observations of atmospheric gravity waves in the high-latitude ionosphere // Geophysical Research Letters. 1989. V. 16(8). P. 875-878.
Bristow, W.A., Greenwald, R.A., Samson, J.C. Identification of high-latitude acoustic gravity wave sources using the Goose Bay HF radar // Journal of Geophysical Research. 1994. V. 99(A1). P. 319-331.
Bristow, W.A., Greenwald, R.A., Estimating gravity wave parameters from oblique high-frequency backscatter: modeling and analysis // Journal of geophysical research. 1995. V. 100(A3). P. 3639-3648.
Arnold, N. F., Jones, T. B., Robinson, T. R., Stocker, A. J., Davies, J. A. Validation of the CUTLASS HF radar gravity wave observing capability using EISCAT CP-1 data // Annales Geophysicae. 1998. V. 16(10). P. 1392-1399.
Stocker, A. J., Arnold, N.F., Jones, T.B. The synthesis of travelling ionospheric disturbance (TID) signatures in HF radar observations using ray tracing // Annales Geophysicae. 2000. V. 18(1). P. 56-64.
Karhunen, T.J.T., Robinson, T.R., Arnold, N. F., Lester, M. Determination of the parameters of travelling ionospheric disturbances in the high-latitude ionosphere using CUTLASS coherent scatter radars // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2006. V. 68(3-5). P. 558-567.
Куркин В.И., Кутелев, К.А., Ойнац, А. В., NishitaniN. Перспективы применения радаров SUPERDARN для мониторинга динамики ионосферы в России // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3. С. 3-18.
Ойнац А.В., Куркин В.И., Пономарчук С.Н., LesterM. О диагностике ПИВ по данным радаров декаметрового диапазона // Материалы Росс. науч. конф. «Зондирование земных покровов радарами с синтезированной апертурой». Улан-Удэ. 2010. С. 435-450.
Ойнац А.В., Кутелев К.А., Куркин В.И., NishitaniN. Исследование ПИВ на основе данных радара SuperDARN Хоккайдо и Российской сети ЛЧМ ионозондов в северо-восточном регионе России // Труды XXIII Всеросс. науч. конф. «Распространение радиоволн». Йошкар-Ола, Россия. 2011. Т. 2. С. 247-250.
Bilitza D., Reinisch B.W. International Reference Ionosphere 2007: Improvements and new parameters // Advances in Space Research. 2008. V. 42(4). P. 599-609.
Куркин В.И., Орлов И.И., Пономарчук С.Н. Схема расчета характеристик КВ сигналов, рассеянных локализованными неоднородностями в волноводе Земля-ионосфера // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1990. № 92. C. 116-121.
Ойнац А.В.Моделирование сигналов ВНЗ на основе метода нормальных волн // Байкальская междунар. молодежн. школа по фундам. физике (БШФФ-2003) // Труды VI сессии молодых учен. «Волновые процессы в проблеме космической погоды». Иркутск, 2003. C. 146-149.
Куркин В.И., Орлов И.И., Попов В.Н. Метод нормальных волн в проблеме коротковолновой радиосвязи. М.: Наука. 1981.
Попов В.Н., Потехин А.П. Структура поля импульсного сигнала декаметрового диапазона в волноводе земля-ионосфера // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1982. № 89. C. 68-76.
Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М.: Мир. 1981.
Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г. Наклонное зондирование и моделирование ионосферного коротковолнового канала // Известия вузов. Радиофизика. 2005. Т. 48. № 6. С. 455-471.

[1] Chisham, G., Lester, M., Milan, S. E., Freeman, M. P., Bristow, W. A., Grocott, A., McWilliams, K. A., Ruohoniemi, J. M., Yeoman, T. K., Dyson, P. L., Greenwald, R. A., Kikuchi, T., Pinnock, M., Rash, J. P. S., Sato, N., Sofko, G. J., Villain, J.-P., Walker, A. D. M. A decade of the Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN): scientific achievements, new techniques and future directions // Surveys in Geophysics. 2007. V. 28(1). P. 33-109.

[2] Greenwald, R. A., Baker, K. B., Dudeney, J. R., Pinnock, M., Jones, T. B., Thomas, E. C., Villain, J.-P., Cerisier, J. C., Senior, C., Hanuise, C., Hunsucker, R. D., Sofko, G. J., Koehler, J. A., Nielsen, E., Pellinen, R., Walker, A. D. M., Sato, N., Yamagishi, H. DARN/SUPERDARN A global view of the dynamics of high-latitude convection // Space Science Reviews. 1995. V. 71. P. 761-796.

[3] Samson, J.C., Greenwald, R. A., Ruohoniemi, J. M., Baker, K. B. High-frequency radar observations of atmospheric gravity waves in the high-latitude ionosphere // Geophysical Research Letters. 1989. V. 16(8). P. 875-878.

[4] Bristow, W.A., Greenwald, R.A., Samson, J.C. Identification of high-latitude acoustic gravity wave sources using the Goose Bay HF radar // Journal of Geophysical Research. 1994. V. 99(A1). P. 319-331.

[5] Bristow, W.A., Greenwald, R.A., Estimating gravity wave parameters from oblique high-frequency backscatter: modeling and analysis // Journal of geophysical research. 1995. V. 100(A3). P. 3639-3648.

[6] Arnold, N. F., Jones, T. B., Robinson, T. R., Stocker, A. J., Davies, J. A. Validation of the CUTLASS HF radar gravity wave observing capability using EISCAT CP-1 data // Annales Geophysicae. 1998. V. 16(10). P. 1392-1399.

[7] Stocker, A. J., Arnold, N.F., Jones, T.B. The synthesis of travelling ionospheric disturbance (TID) signatures in HF radar observations using ray tracing // Annales Geophysicae. 2000. V. 18(1). P. 56-64.

[8] Karhunen, T.J.T., Robinson, T.R., Arnold, N. F., Lester, M. Determination of the parameters of travelling ionospheric disturbances in the high-latitude ionosphere using CUTLASS coherent scatter radars // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2006. V. 68(3-5). P. 558-567.

[9] Куркин В.И., Кутелев, К.А., Ойнац, А. В., NishitaniN. Перспективы применения радаров SUPERDARN для мониторинга динамики ионосферы в России // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3. С. 3-18.

[10] Ойнац А.В., Куркин В.И., Пономарчук С.Н., LesterM. О диагностике ПИВ по данным радаров декаметрового диапазона // Материалы Росс. науч. конф. «Зондирование земных покровов радарами с синтезированной апертурой». Улан-Удэ. 2010. С. 435-450.

[11] Ойнац А.В., Кутелев К.А., Куркин В.И., NishitaniN. Исследование ПИВ на основе данных радара SuperDARN Хоккайдо и Российской сети ЛЧМ ионозондов в северо-восточном регионе России // Труды XXIII Всеросс. науч. конф. «Распространение радиоволн». Йошкар-Ола, Россия. 2011. Т. 2. С. 247-250.

[12] Bilitza D., Reinisch B.W. International Reference Ionosphere 2007: Improvements and new parameters // Advances in Space Research. 2008. V. 42(4). P. 599-609.

[13] Куркин В.И., Орлов И.И., Пономарчук С.Н. Схема расчета характеристик КВ сигналов, рассеянных локализованными неоднородностями в волноводе Земля-ионосфера // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1990. № 92. C. 116-121.

[14] Ойнац А.В.Моделирование сигналов ВНЗ на основе метода нормальных волн // Байкальская междунар. молодежн. школа по фундам. физике (БШФФ-2003) // Труды VI сессии молодых учен. «Волновые процессы в проблеме космической погоды». Иркутск, 2003. C. 146-149.

[15] Куркин В.И., Орлов И.И., Попов В.Н. Метод нормальных волн в проблеме коротковолновой радиосвязи. М.: Наука. 1981.

[16] Попов В.Н., Потехин А.П. Структура поля импульсного сигнала декаметрового диапазона в волноводе земля-ионосфера // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1982. № 89. C. 68-76.

[17] Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М.: Мир. 1981.

[18] Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г. Наклонное зондирование и моделирование ионосферного коротковолнового канала // Известия вузов. Радиофизика. 2005. Т. 48. № 6. С. 455-471.